42g蔗糖 63.5 g Cu 44g干冰 18g H:O 65gZ g Mg 32gS 图1-131mol的几种物质 物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间存在着下述关系: n 学与而 24.5gH2SO4的物质的量是多少?1.50 mol Na2CO的质量是多少? 气体摩尔体积 在科学研究或实际生产中,涉及到气态物质时,测量体积往往比称量质量更方便。所 以,一般都是计量体积,而不是称量质量。那么,气体体积与物质的量、物质的质量之间 有什么关系呢? 稻宇捅究 1.(1)根据图1-14所示的电解水原理进行实验,观察不同时间试管内的气体体积的 变化。生成的O2和H2的体积比各约是多少? (2)假设电解了1.8gH2O,根据电解水的化学方程式计算生成的O2、H2的质量。 根据O2、H2的摩尔质量,计算物质的量,并通过下表进行比较。 质量物质的量H2和O2的物质的量之比 HO 根据实验观察和推算能否初步得出下列结论:在相同温 度和压强下,1molO2和H2的体积相同 2.下表列出了0℃、101kPa(标准状况)时O2和H2的 密度,请计算出1molO2和H2的体积。 图1-14电解水实验原理示意图 第二节化学计量在实验中的应用13
密度/g·L 1mol物质的体积 1.429 0.0899 下表列出了20℃时几种固体和液体的密度,请计算出1mol这几种物质的体积。 密度/g·cm 1mol物质的体积 FA 7.86 2.70 H,O 0.998 H2SO 1.83 根据上面两表数据及计算结果讨论,在相同条件下,1molO2和H2的体积是否相 同?1mol固体和液体的体积是否相同?你还能得出什么结论? 我们知道,物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间 的距离这三个因素。 1mol任何物质中的粒子数目都是相同的,即为6.02×102。因此,在粒子数目相同 的情况下,物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。 lmol不同的固态物质或液态物质含有的粒子数相同,而粒子之间的距离是非常小 的,这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小。但因为粒子大小是不相 同的,所以,1mo不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。 对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径,所以,当粒子数相同时 体的体积主要决定于气体粒子之间的距离。而在相同的温度和压强下,任何气体粒子之 间的距离可以看成是相等的,因此,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这一规律 在19世纪初就已经被发现了。 我们也可以说,在相同的温度和压强下,相同体积的 任何气体都含有相同数目的粒子。 气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积, molar volume of gas 符号为Vm,常用的单位有Lmol(或L·mol)和 m3/mol(或m2·mol-) 日 602 气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体 103个 224L 分子 所处的温度和压强。例如,在0℃和101kPa(标准状况) (标准状况) 的条件下,气体摩尔体积约为22.4L./mol;在25℃和 101kPa的条件下,气体摩尔体积约为24.5L./mol 图1-15标准状况时的气体摩 尔体积示意图 14第一章从实验学化学
三 物质的量在化学实验中的应用 在化学实验中经常要用到溶液,我们有时用 溶质的质量分数来表示溶液的组成。为了操作方 且名 结集位号 便,一般取用溶液时并不是称量它的质量,而是 丙 140 量取它的体积。在化学反应中,反应物与生成物 314114 12.3lL1 91385 之间的比例关系是由化学方程式中的化学计量数 524 所决定的。如果知道一定体积的溶液中溶质的物质 都角2 的量,对于计算化学反应中各物质之间量的关系是 1位白日上=H33 4 几1616.11 非常便利的,对生产和科学研究也有重要意义。 日:2000-09-16 我们使用物质的量浓度这个物理量,来表示 单位体积溶液里所含溶质BD的物质的量,也称图116体检的一些指标用物质的量浓度表示 为B的物质的量浓度,符号为cB。物质的量浓度 I mmol/L-10 mol/L) 可表示为: B的物质的量浓度 物质的量浓度常用的单位为mol/L(或 amount-of-substance mol·L.)。如果1L溶液中含有1mol溶质,这 concentration of B 种溶液中溶质的物质的量浓度就是1mol/L。 我们知道了物质的量与质量的关系,以及用物质的量和溶液体积来表示溶液的组成, 就可以在实验室配制一定物质的量浓度的溶液了。 [例]配制500mL.0.1mol/ L NaOH溶液需要NaOH的质量是多少? 解:500ml.0.1mol/L.NaOH溶液中NaOH的物质的量为: n(NaOH)=c(NaOH)· VCNaOH(aq))② =0.1mol/L×0.5L =0.05mol 0.05 mol naOH的质量为: m(NaOH)=n(NaoH). M(NaOH) =0.05mol×40g/mol =2 在实验室,我们可以直接用固体或液体试剂来配制 定物质的量浓度的溶液。如果要求比较精确,就需使 用容积精确的仪器,如容量瓶。容量瓶有不同的规格, 常用的有100mL、250m、500ml.和1000ml。 图1-17几种规格的容量瓶 ①B表示各种溶质 ②a表示某种物质的水溶液,如NaOH(aq)表示NaO用H的水溶液 第二节化学计量在实验中的应用15
实验15 配制100ml1.00mol/ L NaCl溶液 (1)计算需要NaCl固体的质量: g (2)根据计算结果,称量NaCl固体① (3)将称好的NC1固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。 (4)将烧杯中的溶液注入容量瓶(如图1-18),并用少量 蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,洗涤液也都注入容量瓶。轻轻 摇动容量瓶,使溶液混合均匀。 (5)将蒸馏水注入容量瓶,液面离容量瓶颈刻度线下 图1-18向容量瓶中转移溶液 1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。 盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。 Nacl 蒸馏水 基馆水 100mL 图1-19配制一定物质的量浓度的溶液过程示意图 学与 1.为什么要用蒸馏水洗涤烧杯,并将洗涤液也注入容量瓶? 2.如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,最后配成的溶液中溶质 的实际浓度比所要求的大了还是小了? ①为了与容量瓶的精度相匹配,本实验称量固体时,应使用分析天平(或电子天平)。考虑到学校的实际情况,可 用托盘天平代替 16第一章从实验学化学
3.你是用什么仪器称量NaCl固体的?如果是托盘天平,你称量的质量是多少?与计 算量一致吗?为什么? 不同的物质具有不同的性质,同一物质的溶液浓度不同时,有时在某些性质上也会表 现出差异。我们在实验室做化学实验或进行科学研究时,需要根据不同的情况选择不同浓 度的溶液进行实验。所以,在实验室不仅用固体物质来配制溶液,还经常要将浓溶液稀释 成不同浓度的稀溶液。 思夸与交流」 1.以硫酸为例,讨论不同浓度的溶液在性质上可能会出现什么差异。 2.如果将5ml浓硫酸稀释为20ml的稀硫酸,得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含 H2SO)的物质的量相等吗?能说出你的理由吗? 在用浓溶液配制稀溶液时,常用下面的式子计算有关的量: c(浓溶液)·V(浓溶液)=c(稀溶液)·V(稀溶液) 在稀释浓溶液时,溶液的体积发生了变化,但溶液中溶质的物质的量不变,即在溶液 稀释前后,溶液中溶质的物质的量相等。 习图m 1.在图1-16所示的体检指标中,表示总胆红素指标的物理量是()。 A.质量分数 B.溶解度 C.摩尔质量 D.物质的量浓度 2.在0.5 mol Na2SO中含有Na+的数目是()个。 A.3.01×102 B.6.02×102 C.0.5 3.瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1:4时极易爆炸,此时甲烷与氧气的体积比为()。 A.1:4 B.1:2 C.1:1 D.2:1 4.将30mL0.5molA.NaOH溶液加水稀释到500mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓 度为()。 A. 0.3 mol /. B. 0. 03 mol A C. 0.05 mol D.0.04mol/ 5.检测人的血液中葡萄糖(简称血糖,相对分子质量为180)的含量,参考指标常以两种计 量单位表示,即“mmoA”和“mglL”(1L=10dL)。以“ mmol”表示时,人的血糖正常 第二节化学计量在实验中的应用